Химичните сигнали от чревните бактерии влияят върху генната регулация в лигавицата на червата

Учени от института Бабрахам близо до Кеймбридж в сътрудничество с колеги от Бразилия (тук и тук) и Италия откриха начин, по който добрите бактерии в червата могат да контролират гените в нашите клетки. Работата, публикувана днес (9 януари) в Nature Communications, показва, че химическите съобщения от бактериите могат да променят местоположението на ключовите химични маркери в човешкия геном. Комуникирайки по този начин, бактериите могат да помогнат за борба с инфекциите и за предотвратяване на рак.

химичните

Тази работа, ръководена от д-р Патрик Варга-Вайс, показва как химикалите, произведени от бактерии в червата от храносмилането на плодове и зеленчуци, могат да повлияят на гените в клетките на лигавицата на червата. Тези молекули, наречени късоверижни мастни киселини, могат да се преместят от бактериите в нашите собствени клетки. Вътре в нашите клетки те могат да задействат процеси, които променят генната активност и които в крайна сметка влияят върху поведението на нашите клетки.

Това ново изследване показва, че късоверижните мастни киселини увеличават броя на химичните маркери върху нашите гени. Тези маркери, наречени кротонилирания, са открити наскоро и са ново допълнение към химичните анотации в генома, които се наричат ​​общо епигенетични маркери. Екипът показа, че късоверижните мастни киселини увеличават броя на кротонилациите чрез изключване на протеин, наречен HDAC2. Учените смятат, че промените в кротонилирането могат да променят генната активност чрез включване или изключване на гени.

Екипът изследва мишки, загубили повечето от бактериите в червата си, и показа, че клетките им съдържат повече протеин HDAC2 от нормалното. Други изследвания показват, че увеличаването на HDAC2 може да бъде свързано с повишен риск от рак на дебелото черво (тук и тук). Това може да означава, че регулирането на кротонилирането в генома на чревните клетки е важно за предотвратяване на рак. Той също така подчертава важната роля на добрите бактерии и здравословното хранене в този процес.

Това изследване стана възможно благодарение на подкрепата от двустранния фонд BBSRC-Бразилия, създаден като част от споразумение между Изследователските съвети в Обединеното кралство (RCUK) и Изследователската фондация на държавата Сао Пауло (FAPESP), за да приветства, насърчи и подкрепи съвместните изследвания между Великобритания и Бразилия.

Първият автор, Рейчъл Фелоуз, каза: "Мастнокиселините с къса верига са ключов енергиен източник за клетките в червата, но също така показахме, че те влияят върху кротонилирането на генома. Кротонилирането се среща в много клетки, но е особено често в червата. Нашето проучване разкрива защо е така, като идентифицира нова роля на HDAC2. Това, от своя страна, е замесено в рака и предлага интересна нова лекарствена цел, която ще бъде проучена допълнително. "

Водещият учен д-р Патрик Варга-Вайс заяви: "Нашето черво е домът на безброй бактерии, които помагат за храносмилането на храни като растителни влакна. Те също така действат като бариера за вредните бактерии и възпитават имунната ни система. Как тези бъгове влияят нашите клетки са ключова част от тези процеси. Нашата работа осветява как късоверижните мастни киселини допринасят за регулирането на протеините, които опаковат генома и по този начин те влияят на генната активност. "